一種監(jiān)控太陽(yáng)電池片抗pid性能的方法及其測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)電池片的性能測(cè)試方法及其裝置，尤其涉及一種監(jiān)控太陽(yáng)電池片抗PID性能的方法及其測(cè)試裝置，用于對(duì)具有親水性阻擋層的太陽(yáng)電池片的抗PID性能進(jìn)行測(cè)試和監(jiān)控，屬于太陽(yáng)電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光伏發(fā)電在世界能源消耗中占有越來(lái)越重要的席位，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一個(gè)發(fā)電系統(tǒng)會(huì)集成多個(gè)光伏組件，組件會(huì)暴露在非常高的電壓下，在長(zhǎng)期高電壓的作用下，組件中玻璃和封裝材料之間存在漏電現(xiàn)象，使得大量電荷和Na+富集在電池片表面，造成表面鈍化減反射膜失效，隨后PN結(jié)失效，最終使得組件性能持續(xù)衰減，這種衰減被稱為電位誘發(fā)衰減(Potential Induced Degrat1n)，即PID效應(yīng)。造成此類衰減的機(jī)理是多方面的，例如在上述高電壓的作用下，組件電池的封裝材料和組件上表面層及下表面層的材料中出現(xiàn)離子迀移現(xiàn)象；電池中出現(xiàn)熱載流子現(xiàn)象；電荷的再分配削減了電池的活性層；相關(guān)的電路腐蝕；等等。近年來(lái)，在太陽(yáng)能電池應(yīng)用過(guò)程中，發(fā)生了諸多太陽(yáng)能電池組件功率衰減的案例，嚴(yán)重影響了太陽(yáng)能電池在各應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛使用和推廣，因此，對(duì)太陽(yáng)能電池的PID監(jiān)控極其重要。
[0003]為了有效降低PID效應(yīng)，主要通過(guò)電池、組件、系統(tǒng)三個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。從組件端進(jìn)行分析，主要方法是采用抗PID的EVA，使用低醋酸乙烯含量的EVA來(lái)緩解PID現(xiàn)象的產(chǎn)生；從系統(tǒng)端來(lái)看，主要方法是組件邊框接地、逆變器直流段負(fù)極接地等；從電池端進(jìn)行分析，目前的研究方向主要包括以下兩方面:(1)提高反射層的折射率可以有效地降低PID現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)減反射層的折射率大于2.2后，PID衰減率降低。目前有不少太陽(yáng)能電池廠在針對(duì)電池片和PID的關(guān)系測(cè)試中也發(fā)現(xiàn)類似的現(xiàn)象，所以提高SiNx膜層折射率為抗PID的手段之一。(2)在電池片表面生成一層S1x薄膜作為阻擋層，可有效阻止Na+迀移到電池片表面，從而避免電池組件功率的衰減。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)采用紫外電離的方式生成臭氧，使臭氧對(duì)硅片表面進(jìn)行氧化，在硅片表面形成一層較為致密的S1x薄層作為阻擋層，從而阻擋Na+的侵入，并且S1x層具有較好的鈍化效果，能有效降低電池片表面的復(fù)合速率，且該S1x層較薄，電子的遂穿效應(yīng)非常明顯，可以將電池片表面富集的一部分電荷導(dǎo)走，從而防止因電荷堆積而導(dǎo)致鈍化減反射層效果減弱，使電池片具有一定的抗PID能力。
[0005]但是，不同的工藝條件下，如臭氧濃度，形成的S1x層致密性及均勻性有差異，抗PID性能也有差異。因此，需要在不同工藝條件與所形成的S1x層抗PID性能之間尋求聯(lián)系并建立有效的監(jiān)控，從而達(dá)到可通過(guò)控制工藝條件來(lái)管控電池片抗PID性能的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)具有阻擋層的太陽(yáng)電池片抗PID性能無(wú)法有效、精確地進(jìn)行監(jiān)測(cè)的技術(shù)問(wèn)題，提供一種監(jiān)控太陽(yáng)電池片抗PID性能的測(cè)試方法及其測(cè)試裝置，精確、簡(jiǎn)便、快速地測(cè)試太陽(yáng)電池片抗PID性能，同時(shí)，操作方便，可靠性高。
[0007]為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種監(jiān)控太陽(yáng)電池片抗PID性能的方法，包括如下步驟:
51:調(diào)節(jié)太陽(yáng)電池片表面親水性阻擋層形成過(guò)程的工藝條件，測(cè)試不同工藝條件下得到的太陽(yáng)電池片表面的親水性阻擋層的接觸角，將具有不同接觸角的太陽(yáng)電池片放置于環(huán)境試驗(yàn)箱進(jìn)行測(cè)試，得到不同接觸角的太陽(yáng)電池片相對(duì)應(yīng)的抗PID性能衰減率，建立具有不同接觸角的太陽(yáng)電池片所對(duì)應(yīng)的抗PID性能衰減率的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)A ；
52:根據(jù)步驟S1中所建立的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)A，制定接觸角管控規(guī)格；
53:在被測(cè)的太陽(yáng)電池片上選取N個(gè)測(cè)量點(diǎn)，N為大于或等于1的自然數(shù)，以與步驟S1中相同的液體為被測(cè)液滴，取相同體積的液滴進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試該些測(cè)量點(diǎn)的接觸角，與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)A中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并根據(jù)步驟S2中制定的管控規(guī)格，得出被測(cè)太陽(yáng)電池片是否合格的結(jié)論，從而對(duì)太陽(yáng)電池片親水性和/或親水性阻擋層的均勻性進(jìn)行有效管控。
[0008]進(jìn)一步地，在步驟S1中，接觸角的測(cè)量是是以蒸餾水作為測(cè)試介質(zhì)，取相同體積的液滴進(jìn)行測(cè)量。
[0009]進(jìn)一步地，N為大于或等于2的自然數(shù)。
[0010]進(jìn)一步地，N為大于或等于5的自然數(shù)。
[0011]進(jìn)一步地，所述親水性阻擋層為S1x薄層。
[0012]本發(fā)明的另一方面，還公開了一種監(jiān)控太陽(yáng)電池片抗PID性能的測(cè)試裝置，包括機(jī)架以及設(shè)置于機(jī)架上的用于放置被測(cè)太陽(yáng)電池片的載物臺(tái)，其特征在于:還包括用于精確移動(dòng)所述載物臺(tái)的載物臺(tái)移動(dòng)總成、用于精確提供測(cè)試液滴的自動(dòng)連續(xù)進(jìn)樣系統(tǒng)、用于采集測(cè)試液滴形貌的光學(xué)采集系統(tǒng)和用于分析和處理所述光學(xué)采集系統(tǒng)采集的圖像信息的計(jì)算機(jī)，光學(xué)采集系統(tǒng)通過(guò)電纜將采集到的圖像信息實(shí)時(shí)傳送至計(jì)算機(jī)。
[0013]進(jìn)一步地，所述載物臺(tái)移動(dòng)總成包括步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)控制器，步進(jìn)電機(jī)控制器根據(jù)指令，帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)完成試驗(yàn)點(diǎn)位的到達(dá)。
[0014]進(jìn)一步地，所述光學(xué)采集系統(tǒng)包括一個(gè)高精度連續(xù)的變倍不變焦顯微鏡、高像素袖珍型攝像機(jī)和工業(yè)背光板光源，所述工業(yè)背光板光源和攝像機(jī)分別設(shè)置于載物臺(tái)的兩偵h顯微鏡設(shè)置于攝像機(jī)的前方。
[0015]進(jìn)一步地，所述攝像機(jī)兩次拍照的間隔時(shí)間為8ms-12ms ;
進(jìn)一步地，所述自動(dòng)連續(xù)進(jìn)樣系統(tǒng)包括精密注射栗和注射栗移動(dòng)系統(tǒng)。
[0016]進(jìn)一步地，所述精密注射栗的上方設(shè)置有排氣嘴?？删_控制器液滴的體積，更精準(zhǔn)控制注液量，并避免氣泡的產(chǎn)生。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
(1)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量功能:通過(guò)攝像機(jī)將圖像按一定時(shí)間間隔采集至計(jì)算機(jī)，自動(dòng)將接觸角測(cè)出；
(2)可選擇多個(gè)測(cè)試點(diǎn)，對(duì)電池片表面親水性阻擋層的不同區(qū)域進(jìn)行親水性檢測(cè)，從而判斷親水性阻擋層的均勻性，如可選擇在電池片的四個(gè)角各和中心點(diǎn)位置各選取一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。
[0018](3)進(jìn)樣系統(tǒng)的優(yōu)化:采用精密注射栗，進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)樣，更精準(zhǔn)控制注液量，并可以避免氣泡產(chǎn)生。
[0019]因此，本發(fā)明通過(guò)測(cè)量太陽(yáng)電池片表面的接觸角，對(duì)太陽(yáng)電池片抗PID阻擋層進(jìn)行量化監(jiān)控，測(cè)試過(guò)程操作簡(jiǎn)便、快速，適用于生產(chǎn)線電池片親水性的監(jiān)控，有利于后續(xù)對(duì)親水性及PID相關(guān)性進(jìn)行分析，為太陽(yáng)能電池PID的研究提供重要依據(jù)。并且可對(duì)電池片抗PID性能進(jìn)行有效監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，減少不良品的產(chǎn)生，從而提高電池片的可靠性。操作簡(jiǎn)便、可靠性高、重復(fù)精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明測(cè)試裝置進(jìn)樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，1為機(jī)架，2為載物臺(tái)，3為載物臺(tái)移動(dòng)總成，4為自動(dòng)連續(xù)進(jìn)樣系統(tǒng)，41為精密注射栗，42為注射栗移動(dòng)系統(tǒng)，43為排氣嘴，5為光學(xué)采集系統(tǒng)，51為顯微鏡；52為攝像機(jī)；53為工業(yè)背光板光源；6為計(jì)算機(jī)，7為電纜。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，本發(fā)明中與現(xiàn)有技術(shù)相同的部分將參考現(xiàn)有技術(shù)。
[0022]實(shí)施例1:
本實(shí)施例以S1x層作為親水性阻擋層為例進(jìn)行描述。
[0023]本發(fā)明的監(jiān)控太陽(yáng)電池片抗PID性能的方法，包括如下步驟:
51:以蒸餾水作為測(cè)試介質(zhì)，取相同體積的液滴進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)調(diào)節(jié)03濃度，記錄不同03濃度條件下得到的太陽(yáng)電池